CC BY
67
Известия ТИНРО
2007 Том 151
УСЛОВИЯ ОБИТАНИЯ ПРОМЫСЛОВЫХ ОБЪЕКТОВ
УДК 551.5(265.51)
С.Ю. Глебова
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ АТМОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ НАД БЕРИНГОВЫМ МОРЕМ В 2000-2006 ГГ.
Отмечено, что в 2000-2004 гг. алеутская депрессия постепенно смещалась к юго-западу (с восточных районов Берингова моря в его западную часть). Как результат, зимний муссон над Беринговым морем ослабевал. Одновременно летний центр действия атмосферы (ЦДА) — дальневосточная депрессия — постепенно смещался на северо-восток по направлению к Охотскому морю, что вызвало усиление летнего муссона над Беринговым морем, который достиг максимальных значений в 2003 г. После 2004 г. оба ЦДА начали обратное движение: дальневосточная депрессия повернула на запад, а алеутская депрессия — на восток. При этом летний муссон над беринговоморским бассейном стал уменьшаться, а зимний муссон — усилился. В 2000-2004 гг. на фоне ослабления зимнего и усиления летнего муссонов климат Берингова моря теплел, ледовитость в нем уменьшалась в 2002-2004 гг. Изменение характера атмосферной циркуляции, которое отмечено после 2004 г., может быть предвестником ближайшего похолодания.
Glebova S.Yu. Features of atmospheric processes development over the Bering Sea in 2000-2006 // Izv. TINRO. — 2007. — Vol. 151. — P. 271-289.
In winters of 2000-2004, the Aleutian Low gradually shifted southwestward (from the eastern Bering Sea to its western part), so winter monsoon became weaker. In summers of this period, the Far Eastern Low shifted northeastward (from Asian continent toward the Okhotsk Sea) that caused strengthening of summer monsoon over the Bering Sea, with the highest intensity in 2003. In these conditions, a climate warming occurred in the Bering Sea, and its ice cover had decreased. After 2004, the both centers of low pressure have started a return movement: the Far Eastern Low — to the west, and Aleutian Low — to the east, therefore summer monsoon began to weaken and winter monsoon became stronger. These changes of atmospheric circulation can be regarded as a harbinger of climatic cooling in the Bering Sea in the nearest future.
Введение
Берингово море занимает уникальное местоположение в Тихом океане. Оно является самым северным из дальневосточных морей и разделяет два континента и два океана. С Северным Ледовитым океаном Берингово море соединено мелководным (до 45 м) узким Беринговым проливом, поэтому поступление холодных арктических вод в море и их влияние на его гидрологию весьма ограниченно и не превышает 5 % общегодового обмена. Основной водообмен происходит с океаном через проливы Командорско-Алеутской гряды.
Условия водообмена во многом определяют общую циркуляцию вод и распределение гидрологических характеристик в Беринговом море. Однако в значительной степени характер циркуляции зависит и от синоптико-климатичес-
ких условий (в первую очередь ветрового режима) как непосредственно над бассейном, так и над сопредельными районами, в том числе над материком. Так, зимой над азиатским континентом устанавливается область высокого давления — сибирский антициклон. Этот центр действия атмосферы (ЦДА) — исключительно устойчивое образование, удерживающееся в продолжение всего зимнего сезона. Появляется он обычно уже в сентябре и сохраняется до июня (Соркина, Пеньков, 1973; Свинухов, 1977). Наибольшей интенсивности сибирский антициклон достигает в зимние месяцы, когда среднемесячные значения давления в центре превышают 1035 гПа, в отдельных случаях доходя до 1060 гПа. В этот период в области максимума формируется континентальный умеренный воздух с очень низкими температурами — ниже, чем над арктическим бассейном. С системой сибирского антициклона связаны два устойчивых барических образования, которые редко рассматриваются самостоятельно: юго-восточный отрог, направленный на районы северного Китая, и ленско-колымс-кое ядро высокого давления.
По данным Е.Г. Апасовой (1979), перемещение центра сибирского антициклона в течение зимы происходит по эллипсу, ось которого имеет северо-восточную ориентировку.
Одновременно над океаном начинает формироваться другой зимний ЦДА — алеутская депрессия, которая наибольшей глубины (997 гПа) достигает в декабре—январе, хотя иногда среднемесячное давление может быть и значительно ниже (980 гПа) (Дашко и др., 1997). Эта депрессия образуется в результате постоянной циклонической деятельности над морями и Тихим океаном, причем основной вклад вносят южные циклоны (Карпова, Свинухова, 1962). По данным Е.Г. Апасовой (1979), в течение года координаты центра алеутского минимума почти независимы от широты и главная ось "эллипса", в пределах которого находятся координаты, расположена широтно, т.е. основной "размах" колебаний положения центра происходит по долготе.
Оба эти ЦДА, будучи приурочены к определенным районам, по мнению ряда исследователей (Хромов, 1983; Байдал, Неушкин, 1990), считаются не столько синоптическими, сколько климатическими образованиями и относятся к наиболее важным погодо- и климатообразующим факторам.
Берингово море оказывается в зоне взаимодействия этих барических систем (Зверев, 1977). С одной стороны на него влияет мощный сибирский гребень, ориентированный в сторону Чукотки, а с другой стороны — тыловая ложбина алеутской депрессии. При этом над большей частью беринговоморского бассейна формируется северо-восточный перенос, способствующий поступлению сюда холодных арктических воздушных масс. Над восточной частью моря, как правило, преобладают юго-западные и южные ветры, приносящие в этот район мощные потоки морского умеренного воздуха и способные вызывать длительные оттепели.
Летом алеутский минимум ослабевает и смещается на восточные районы Берингова моря, а на погодные условия бассейна начинают оказывать воздействие весенне-летние ЦДА: дальневосточная депрессия, развивающаяся над южными континентальными районами Дальнего Востока, и гонолульский (северотихоокеанский) максимум над океаном. Дальневосточная депрессия появляется в апреле в виде ложбины алеутской депрессии. В это время изобара 1012 гПа на среднемесячных картах вытягивается далеко на запад, образуя хорошо выраженную ложбину над средним и нижним Амуром. В мае уже наблюдается самостоятельная депрессия, очерченная изобарой 1008 гПа, с центром над северо-восточным Китаем и прилегающими районами Амурской области и Хабаровского края (Ильинский, 1960). Одна из ее ложбин вытягивается на Якутию, вторая — на юго-запад, к основной южноазиатской депрессии, которая располагается над Афганистаном.
Северотихоокеанский антициклон в период значительного развития имеет мощность порядка 1025 гПа. Под влиянием его тылового гребня, ориентирован-
272
ного в сторону Восточного Китая, происходит интенсивный перенос теплых и влажных воздушных масс с океана на континент — летний муссон, вертикальная мощность которого по сравнению с зимним муссоном значительно меньше. Летний муссон распространяется на весь муссонный район, вплоть до северных районов Охотского и северо-западных районов Берингова морей (Сорочан, 1958; Лисогурский и др., 1986).
Вследствие перестройки барического поля в летние месяцы характер ветрового переноса над Беринговым морем меняется кардинальным образом: увеличивается доля южных ветров над его западными и южными районами и северных ветров — над восточной частью.
Как правило, в межгодовом плане как зимние, так и летние барические центры могут совершать значительные "миграции", в связи с чем направленность ветровой циркуляции над Беринговым морем также меняется, что существенным образом отражается на развитии в нем конкретных климато-гидроло-гических условий (температуры, ледовитости, характера течений, распределения водных масс и т.д.). Поэтому своевременная информация о последних изменениях в атмосферном режиме может быть важной и полезной для специалистов различных областей знаний — климатологов, океанологов и биологов.
В настоящей работе проводится анализ особенностей атмосферной циркуляции над Дальневосточным регионом в целом, и над Беринговым морем в частности, в течение последних лет — 2000-2006 гг.
Материалы и методика
Атмосферный режим. Исходными данными для анализа послужили сред-несезонные карты приземного давления, которые строились с использованием ежедневных японских синоптических карт за 00 ч по Гринвичу. Для этого был выделен район (30-70° с.ш. и 100° в.д.-170° з.д.), который разбивался на квадраты 10 х 10°, и в узлах координат снимались значения давления, которые затем осреднялись отдельно для холодных (октябрь—март) и теплых (апрель—сентябрь) сезонов каждого года.
В дальнейшем осредненные карты использовались для получения следующей информации:
а) для определения положения и интенсивности основных центров действия атмосферы (ЦДА);
б) для количественной оценки направления и интенсивности циркуляции (воздушных переносов) над Беринговым морем, для чего рассчитывались индексы А.Л. Каца (1954).
Вычисление индексов производилось методом подсчета количества изобар с учетом их направленности, проведенных через 5 гПа и пересекающих параллели и меридианы района 50-70° с.ш. 160° в.д.-160° з.д., включающего в себя Берингово море.
По методике, предложенной А.Л. Кацем, можно определить:
— зональный индекс циркуляции /3 = (/з - Iв)/N1, где /з и /в — число изобар, ориентированных соответственно с запада на восток и с востока на запад;
— N1 — количество меридианов, через которые проходили изобары;
— меридиональный индекс циркуляции /М = (/ю — /с) /N2, где /ю и /с — число изобар, ориентированных соответственно с юга на север и с севера на юг; N2 — количество параллелей, пересекаемых изобарами.
Положительные значения /М и /3 характеризуют южный и западный перенос, а их отрицательные значения соответствуют северному и восточному переносам.
Циклоническая деятельность. Берингово море в течение большей части года находится под влиянием циклонов. По данным Л.А. Карповой и Р.А. Сви-
нуховой (1962), на долю циклонического типа барического поля приходится 70 % всех синоптических ситуаций. Нередко циклоны, выходящие на Берингово море, становятся малоподвижными образованиями, в которые вливаются новые депрессии. В таких случаях циклоническая деятельность над морем может наблюдаться в течение 13-14 сут подряд. Для анализа характера циклогенеза над беринговоморским бассейном (и в сопредельных районах) строились карты цик-лоничности для холодного и теплого сезонов каждого из рассматриваемых лет. Для этого район 30-70° с.ш. 160° в.д.-160° з.д. (Берингово море и северная часть Тихого океана) разбивался на квадраты 2,5 х 2,5о, подсчитывалось среднее число всех приземных циклонов, проходивших над каждым из квадратов в течение сезона, и по полученным значениям проводились изолинии. Подобные карты циклоничности достаточно наглядно иллюстрируют районы циклогенеза (области максимальной повторяемости циклонов) и положение климатических фронтов как зону преобладающих траекторий циклонов. В качестве исходных материалов также использовались ежедневные синоптические карты Японского метеорологического агентства за 00 ч по Гринвичу.
Помимо сезонных карт приземного давления и циклонической деятельности для каждого года были построены карты аномалий этих показателей (относительно средних значений за период 2000-2006 гг.).
Атмосферные типы. Для оценки особенностей многолетней динамики атмосферного режима использовались данные о типах атмосферных процессов, формирующихся над Беринговым морем (по классификации автора, Глебова, 2001, 2003). В основу классификации было положено местоположение основных барических центров (сезонных ЦДА) относительно беринговоморского бассейна, а также характер ветрового переноса, который формируется над ним.
Классификация типовых ситуаций проводилась с использованием приземных синоптических карт, осредненных за 10-дневные периоды (декады). Всего было выделено шесть основных типов, приуроченных к различным сезонам. I тип (малоградиентный) отличается разреженным барическим полем, отсутствием градиентных зон. С ним обычно связаны спокойные, штилевые погодные условия, хороший прогрев. Преимущественно этот тип появляется в теплый период года, но иногда встречается и в осенне-зимние сезоны. II тип формируется под воздействием дальневосточной депрессии, располагающейся чаще всего над материковыми районами и влияющей на Берингово море своей передней ложбиной. При этом над западной частью моря формируются ветровые переносы южной направленности, поэтому его можно охарактеризовать как "муссонный". Этот тип чаще возникает летом и в переходные периоды, но может отмечаться и в холодные сезоны. Еще одна ситуация переходного сезона — III тип, который возникает под влиянием арктической депрессии, расположенной над северными районами, и способствует развитию западных переносов над большей частью Берингова моря. Синоптические ситуации следующей группы (IV, V и VI типы) формируются преимущественно в холодные месяцы и обусловлены положением алеутской депрессии. При нахождении депрессии над восточными районами Берингова моря формируется "холодный" IV тип с северо-восточными переносами. При ее смещении на океан — "теплый" VI тип с преобладанием восточных ветров. При положении алеутской депрессии у юго-восточной оконечности Камчатки формируется "умеренный" V тип, вызывающий южные ветры (адвекцию тепла) над центральными и восточными районами Берингова моря и усиление северных переносов (адвекцию холода) над его западной частью.
Было отмечено, что повторяемость типов в многолетнем плане носит циклический характер и в ходе большинства из них выделяется 8-10-летняя цикличность.
Результаты исследований
Особенности атмосферных процессов, формировавшихся над Дальневосточным регионом в "холодные" и "теплые" сезоны 2000-2006 гг.
Как можно видеть на рис. 1, в течение рассматриваемых лет состояние зимних центров действия атмосферы постепенно менялось. Наиболее экстремальные условия отмечались в холодный сезон 2000/2001 г., когда алеутский минимум располагался северо-восточнее своего среднемноголетнего положения (над восточными районами Берингова моря). Глубокий "очаг" отрицательных аномалий геопотенциала над Беринговым морем свидетельствует о ее значительном усилении в этот период (рис. 1, А). Приземные циклоны, пополнявшие депрессию, смещались по меридиональным траекториям (рис. 2, А), их количество было намного выше "среднего" над океанической акваторией вблизи Командорских островов, над Алеутскими островами и над восточными районами Берингова моря (области положительных аномалий располагались с юго-запада на северо-восток).
Г 50
100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
100 110 120 130 1 40 1 50 160 170 180 190 200
В 5»
10 110 120 130 140 150 160 170 180 190 2 0
00 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
Рис. 1. Среднеба-рическое приземное поле над Дальневосточным регионом в октябре—марте (слева) и его аномалии (справа) в 2000-2006 гг.
Fig. 1. Average surface baric field over the Far East Region in October—March (at the left) and its anomalies (on the right) in 2000-2006
110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 100 1 10 120 130 140 150 160 170 180 190 200
Рис. 2. Количество циклонов (слева) и их аномалии (справа) над Беринговым морем в октябре—декабре 2000-2006 гг.
Fig. 2. The quantity of cyclones (at the left) and their anomalies (on the right) over the Bering Sea in October—December, 2000-2006
Одновременно сибирский максимум имел хорошо выраженный и активный северо-восточный отрог, который был направлен в сторону Северного Ледовитого океана. О его мощности можно судить по области положительных аномалий геопотенциала (до + 4гПа), расположенной над арктическими районами континента.
Между обоими ЦДА формировалась зона повышенных барических градиентов, вдоль которой на акваторию Берингова моря происходил заток холодного арктического воздуха, что способствовало формированию "экстремально-холодных" термических условий.
Дополнить синоптическую характеристику осенне-зимних периодов в целом, а также осенних и зимних сезонов в отдельности позволяют диаграммы количественного соотношения атмосферных беринговоморских типов (рис. 3).
Осенне-зимний сезон Осень (октябрь—декабрь) Зима (январь—март)
Рис. 3. Диаграммы количественного соотношения беринговоморских типов атмосферных процессов в течение осенне-зимнего периода (октябрь—март) в 2000-2006 гг.
Fig. 3. The diagrams of a quantitative parity types of atmospheric processes during the autumn and winter periods (October—March) in 2000-2006
Так, в течение всего осенне-зимнего периода 2000/2001 г. в преобладающем большинстве случаев формировался "холодный" IV тип, на долю которого пришлась почти половина всех ситуаций (49 %) (рис. 3, А), и наибольшая их повторяемость отмечалась зимой (56 %). На этом фоне достаточно часто в течение всего холодного периода наблюдался "умеренный" V тип (28 %), причем наиболее часто — осенью (44 %). "Теплый" VI тип появлялся лишь изредка (11 %) и исключительно зимой, когда на его долю приходилось 22 % всех зимних ситуаций.
В последующие годы обстановка стала существенно меняться.
Уже в зимний сезон 2001/2002 г. отмечалось некоторое смещение к югу алеутской депрессии и сокращение в размерах сибирского гребня (см. рис. 1, Б). Интенсивность обоих ЦДА уменьшилась, на что указывают положительные аномалии давления над океаническими районами и отрицательные аномалии над материком. Направленность процессов приобрела широтное направление: циклоны стали смещаться в основном вдоль Алеутской гряды, а их количество по сравнению с предыдущим годом сократилось (см. рис. 2, Б).
Количественное соотношение синоптических типов также изменилось. Повторяемость "холодного" IV типа сократилась (до 38 %), причем этот процесс отмечался как осенью, так и зимой (см. рис. 3, Б). Зато повторяемость "теплого" VI типа возросла более чем вдвое, главным образом осенью, когда он формировался в 45 % случаев. Также в осенний период отмечалось активное формирование II типа (22 %), при котором западная часть Берингова моря оказывалась под воздействием передних ложбин охотоморских циклонов, вызывавших здесь периодическое усиление южных ветров. В последующие зимние месяцы возросло количество "умеренного" V типа, следовательно, усилилась адвекция теплого воздуха на центральные и восточные районы Берингова моря.
Подобные изменения синоптической ситуации повлияли на общий характер ветрового переноса над Беринговым морем. Как видно на рис. 4 (А, Б),
зимой 2001/2002 г. интенсивность северного и восточного переносов (обоих составляющих зимнего муссона) по сравнению с предыдущим годом снизилась.
В 2002/2003 г. алеутская депрессия еще более сместилась к югу, в сторону зал. Аляска, а северо-восточный отрог сибирского максимума вновь распространился в северном направлении (см. рис. 1, В). Интенсивность обеих барических систем возросла (в области алеутской депрессии отрицательные аномалии давления достигали 4 гПа, а мощность сибирского гребня превысила "средние" значения на 2 гПа).
Рис. 4. Межгодовой ход синоптических и гидрологических показателей Берингова моря: меридионального (А) и зонального (Б) индексов Каца в холодные сезоны и ледовитости (В)
Fig. 4. Year-to-year variability of the synoptic and hydrological parameters in the Bering Sea during cold seasons: meridional (А), zonal (Б) Katz's indexes and ice cover (В)
Меридиональный перенос
2000Л001 2001,2002 2002Л003 2003Л004 2004Л00Й гООЙЛООв
3 о наль ный пер е но с
'ТЩ/ТТИ ДД1 СТТР ТГР.СТТП ТТП/ТТН тпитту. Л I кгттк
Ледовито сть
Ось траекторий циклонов в этом зимнем сезоне еще более отклонилась в сторону океана (см. рис. 2, В), что сократило выход циклонов на акваторию Берингова моря (области отрицательных аномалий их количества располагались по всему бассейну).
Преимущественное положение алеутской депрессии над океаном обусловило частое формирование "теплого" VI типа, повторяемость которого по сравнению с предыдущим годом возросла более чем вдвое в целом за сезон (61 %) и в семь раз — зимой (78 %) (рис. 3, В). Напротив, "холодные" ситуации IV типа зимой формировались в четыре раза реже (11 %), а в осенний период их количество относительно прошедшего сезона не изменилось. Вследствие этого интенсивность северного переноса над Беринговым морем также сохранилась на прежнем уровне, а восточный перенос был значительно усилен (вследствие постоянного воздействия на акваторию северных секторов океанических циклонов), достигнув максимальных значений за весь период наблюдения (см. рис. 4 А, Б).
Следующий осенне-зимний сезон 2003/2004 г. существенно отличался от всех предыдущих. Алеутская депрессия оказалась сдвинутой далеко на запад и располагалась над Командорскими островами (см. рис. 1, Г). Поле высокого давления над континентом было ослабленно, а в зоне алеутской депрессии — повышенно (отрицательные аномалии давления охватывали практически всю материковую часть Дальнего Востока и западную часть Берингова моря). Область циклогенеза располагалась преимущественно над океаном (см. рис. 2, Г), но в отличие от сезона 2002/2003 г., климатический фронт, вдоль которого проходили приземные циклоны, был ориентирован более меридионально, чем в предыдущие два года, и океанические циклоны выходили главным образом на южные и западные районы Берингова моря.
В количественном соотношении атмосферных типов также произошли существенные перемены, а именно: в целом за сезон сократилось количество "теплого" VI и "холодного" IV типов, но увеличилась повторяемость "умеренного" V типа; а также стали формироваться малоградиентные процессы I типа (см. рис. 3, Г). При этом синоптическая обстановка осеннего и зимнего сезонов заметно различалась. Осенью почти половина всех ситуаций (45 %) приходилась на "умеренный" V тип и, следовательно, происходил заток теплых воздушных масс с юга на центральные и восточные районы Берингова моря и поступление холодных масс с районов Чукотки на его западную часть. Достаточно часто (22 %) появлялись малоградиентные процессы, благодаря чему увеличилось количество солнечных дней, усилился прогрев водной поверхности. Однако последующие зимние месяцы отличались "однонаправленностью" процессов, поскольку явно доминировал "теплый" VI тип (89 %), а "умеренный" V тип формировался лишь изредка (11 %).
Вполне закономерно, что в сезон 2003/2004 г. произошло общее ослабление зимнего муссона: интенсивность его восточной составляющей уменьшилась, а северный перенос вообще был не выражен (см. рис. 4, А, Б) (нулевое значение меридионального индекса 1м на рис. 3 (А) означает, что и северный, и южный ветровые переносы над Беринговым морем отмечались с одинаковой повторяемостью, что для зимнего сезона в Беринговом море не характерно).
В 2004/2005 г. смещение алеутской депрессии в "юго-западном" направлении прекратилось и она "вернулась" на восточные районы Берингова моря, причем интенсивность и депрессии, и сибирского максимума возросла (отмечались отрицательные аномалии геопотенциала над восточной частью Берингова моря и положительные аномалии над материком) (см. рис. 1, Д). Меридиональность климатического фронта сохранилась, но сам он еще более сместился к северу и располагался непосредственно над беринговоморским бассейном. Количество циклонов над Беринговым морем возросло, превысив "средние" значения (см. рис. 2, Д). При этом повторяемость "теплых" VI типов сократилась (28 %), а "холодных" IV типов увеличилась (33 %) (см. рис. 3, Д). В большей степени это
279
произошло осенью, когда IV тип формировался в 45 % случаев, а на долю "теплого" VI типа пришлось всего 11 %. Однако последующий зимний сезон по сравнению с осенним "потеплел", поскольку "теплые" типы формировались в два раза чаще, чем "холодные" (соответственно 45 и 22 %). Кроме того, после двухлетнего "перерыва" в зимнем сезоне вновь стали появляться ситуации II типа (южный перенос над западной частью Берингова моря). Тем не менее "похолодание" осеннего периода, вероятно, было настолько существенным, что не "нивелировалось" "теплой" зимой, поскольку в целом интенсивность северного переноса в осенне-зимний сезон увеличилась, а восточного переноса — сохранилась на прежнем уровне (см. рис. 4, А, Б).
Весьма своеобразная синоптическая ситуация отмечалась зимой 2005/2006 г. Как видно на рис. 1 (Е), центр алеутской депрессии продолжил движение на восток и располагался вблизи зал. Аляска, но одновременно юго-восточнее Камчатки сформировался "вторичный" центр. При этом отмечалось значительное ослабление депрессии: положительные значения геопотенциала в ее области достигали 3-4 гПа. Область наиболее активного циклогенеза располагалась над океаническими районами к востоку от Японии (см. рис. 2, Е). Выходящие из этой зоны циклоны следовали на центральные районы Берингова моря по меридиональным траекториям, вследствие чего большая часть бассейна оказывалась под воздействием их тыловых ложбин. Сибирский антициклон был довольно активным, на что указывает преобладание высоких значений аномалий давления (до +4 гПА) в северных широтах.
Характер атмосферных процессов осенне-зимнего сезона 2005/2006 г. был в некоторой степени схож с сезоном 2004/2005 г. Отмечено небольшое сокращение повторяемости "теплого" VI и "умеренного" V типов главным образом за счет появления I типа, и формирование малоградиентных процессов происходило исключительно осенью (см. рис. 3, Е). Количество "холодного" IV типа по сравнению с предыдущим годом не изменилось. Возможно, вследствие этого интенсивность северного переноса также осталась прежней, а активность восточного переноса уменьшилась до уровня 2001/2002 г. (см. рис. 4, А, Б).
Изменение характера атмосферной циркуляции над Беринговым морем и сопредельными районами не могло не отразиться на характере климатического режима, в частности ледовитости. Как следует из данных рис. 4 (В), в годы, когда алеутская депрессия смещалась к югу и западу (2001-2004), а над Беринговым морем в целом происходило ослабление северного и усиление восточного переносов, ледовитость уменьшалась. Исключительная ситуация отмечалась в зимний сезон 2001/2002 г., когда на фоне уменьшения интенсивности северного переноса активность восточного переноса также уменьшилась (до минимальных значений), что, вероятно, послужило причиной некоторого роста ледовитости.
В течение последних двух зимних сезонов (2004/2005 и 2005/2006) вследствие того, что алеутская депрессия "вернулась" на восточные районы Берингова моря, а мощность сибирского максимума возросла, зимний муссон над бассейном активизировался, что вызвало рост ледовитости (рис. 4, В).
В качестве резюме вышеизложенного следует отметить интересную особенность: осенние и зимние сезоны всех лет по количественному соотношению типовых ситуаций существенно отличались друг от друга. Так, в осенние месяцы отмечалось преимущественное формирование "холодного" IV и "умеренного" V типов, и это наблюдалось даже в годы климатического "потепления" Берингова моря (2001/2002-2003/2004), когда зимний муссон над бассейном ослабевал. Для зимних месяцев этих лет, наоборот, было характерно постепенное увеличение повторяемости "теплого" VI типа, и это позволяет предположить, что в ослаблении северного муссона и изменении характера климатического режима Берингова моря в сторону "потепления" ключевую роль играли именно зимние атмосферные процессы.
Весенне-летние сезоны рассматриваемых лет также имели некоторые отличия, в первую очередь по характеру взаимодействия летних ЦДА (дальневосточной депрессии и Северотихоокеанского антициклона).
В период с 2000 по 2002 г. погодно-климатический режим Берингова моря в большей степени определялся влиянием северотихоокеанского антициклона (над всем бассейном в эти годы отмечались положительные аномалии давления) (рис. 5, А—В). Дальневосточная депрессия располагалась над континентальными районами, но ее центр от года к году смещался к северо-востоку (к северо-западному побережью Охотского моря), постепенно приближаясь и к Берингову морю.
Характер цикло-ничности над берин-говоморским бассейном в эти годы также был нестабильным. Наиболее низкой циклоничность была в 2000 г., когда
количество циклонов было ниже "среднего" уровня (они проходили в основном с океанической стороны Командорско-Але-утской гряды) (рис. 6, А-В). В 2001 и 2002 гг. выход циклонов в Берингово море участился, главным образом над его южными районами.
Рис. 5. Среднеба-рическое приземное поле над Дальневосточным регионом в апреле—сентябре (слева) и его аномалии (справа) в 2000-2006 гг.
Fig. 5. Average surface baric field over the Far East Region in April—September (at the left) and its anomalies (on the right) in 2000-2006
IDDS
Ж
Рис. 6. Количество циклонов (слева) и их аномалии (справа) над Беринговым морем в апреле—сентябре 2000-2006 гг.
Fig. 6. The quantity of cyclones (at the left) and their anomalies (on the right) over the Bering Sea in April—September, 2000-2006
Влияние на район северотихоокеанского антициклона проявилось в частом формировании малоградиентных процессов I типа, на долю которых пришлось от 44 % (2000 и 2001 гг.) до 39 % (2002 г.) (рис. 7, А-В). При этом в весенние
месяцы количество I типа постепенно сокращалось, а в летние месяцы — увеличивалось. Особенностью 2000 и 2001 гг. было появление в теплый период года (преимущественно летом) "холодного" IV типа. В весенние сезоны отмечалось постепенное увеличение количества "теплого" VI и "умеренного" V типов (усиление циклогенеза над океаном и у южной оконечности Камчатки).
Весенне-летний сезон Весна (апрель—июнь) Лето (июль—сентябрь)
Рис. 7. Диаграммы количественного соотношения беринговоморских типов атмосферных процессов в течение весенне-летнего периода (апрель—сентябрь) в 2000-2006 гг.
Fig. 7. The diagrams of a quantitative parity types of atmospheric processes during the spring and summer periods (April—September) in 2000-2006
В делом южный перенос (летний муссон) в 2000-2002 гг. активизировался, а западная составляющая ветрового переноса практически не менялась (рис. 8).
А
Б
Зональный перенос
Рис. 8. Межгодовой ход осредненных значений меридионального (А) и зонального (Б) индексов Каца в апреле—сентябре
Fig. 8. Year-to-year variability of the average values meridional (А) and zonal (Б) Katz's indexes in April—September
В 2003 г. дальневосточная депрессия располагалась над северной частью Охотского моря, а ее восточная ложбина "протянулась" в сторону Берингова моря, "потеснив" северотихоокеанский гребень, и охватывала всю западную часть бассейна (см. рис. 5, Г). Траектории приземных диклонов имели два основных направления: часть из них проходила южнее Берингова моря, над океаном (см. рис. 6, Г), а другая часть выходила к восточной Камчатке, влияя на акваторию моря своими передними ложбинами.
В результате над Беринговым морем увеличилась повторяемость V (дикло-ничность у восточной Камчатки) и II (влияние дальневосточной ложбины) типов, с каждым из них связано распространение над морем южных переносов. Количественное соотношение этих типов было одинаковым и весной, и летом. Кроме того, в летний сезон формировался "теплый" VI тип (диклоны над океаном), который в предыдущие годы летом не отмечался.
Как результат, летний муссон над Беринговым морем значительно усилился, достигнув максимальных значений за весь период исследования, и он имел не западную составляющую, как в предыдущие годы, а восточную (см. рис. 8).
В 2004 г. дентр дальневосточной депрессии по-прежнему располагался над Охотским морем, но сместился немного южнее (см. рис. 5, Д). При этом влияние депрессии на Берингово море усилилось, а северотихоокеанского ан-тидиклона — еще более ослабло (над беринговоморским бассейном преобладали отридательные аномалии геопотендиала).
Циклогенез над Беринговым морем был очень активным (аномалии повторяемости диклонов были самыми высокими) (см. рис. 6, Д), и выходящие из области депрессии диклоны чаще всего проходили над южными и дентральными районами беринговоморского бассейна по зональным траекториям, впоследствии смещаясь в его восточную часть.
Количество малоградиентных ситуадий в весенне-летний период 2004 г. было минимальным, и стали формироваться "холодные" ситуадии IV типа (с северовосточным переносом) (см. рис. 7). Это стало причиной усиления над акваторией восточного и снижения активности южного переносов (см. рис. 8).
В 2005 г. дальневосточная депрессия сдвинулась с района Охотского моря на континент, отдалившись от Берингова моря и ослабив свое влияние, но над большей частью бассейна все еще сохранялись небольшие отридательные аномалии давления (см. рис. 5, Е). Ось диклонов сместилась немного к югу и проходи-
ла непосредственно над Алеутской грядой (см. рнс. 6, Е). Вновь произошел рост повторяемости малоградиентного I типа, и одновременно увеличилось количество III типа (арктические циклоны над северными районами моря) (см. рис. 7). При этом по характеру атмосферных процессов сезоны весны и лета существенно различались: весной формировались почти все типы (кроме III), причем примерно в одинаковом соотношении, а летом отмечались только два типа — I (56 %) и III (44 %). Несомненно, что активизация циклонической деятельности над северными районами моря (III тип) стала причиной некоторого ослабления восточного переноса над бассейном, хотя интенсивность южного переноса не изменилась (см. рис. 8).
Довольно необычно сложилась ситуация в весенне-летний сезон 2006 г. Центр дальневосточной депрессии переместился далеко на юго-запад (на северные районы Китая) (см. рис. 5, Ж). Северотихоокеанский антициклон активизировался, и его влияние распространилось не только на Берингово море, но и на континент (положительные аномалии геопотенциала занимали огромные пространства и простирались в широтном направлении с востока на запад). Вероятно, именно под влиянием северотихоокеанского гребня циклоническая деятельность над большей частью Берингова моря была ослабленной: положительные аномалии повторяемости циклонов отмечались только над его восточными и северными районами (см. рис. 6, Ж). Под влиянием этих факторов — отходе депрессии далеко в сторону от Берингова моря и одновременном усилении здесь влияния северотихоокеанского антициклона, — а также более активной циклоничности над северо-восточными районами Берингова моря, над бассейном сложилась уникальная синоптическая обстановка. По сравнению с предыдущими годами в весенне-летний период 2006 г. отмечалась максимальная повторяемость малоградиентного I и "холодного" IV типов, а "теплый" VI тип с восточными ветрами не возникал ни разу (см. рис. 7). Сезоны весны и лета различались кардинальным образом. Если в весенний сезон в преобладающем большинстве случаев формировался "холодный" IV тип (45 %) и несколько реже I тип (33 %), то летом повторяемость малоградиентных процессов возросла до рекордного количества (78 %) и также отмечался III тип (арктические циклоны севернее бассейна, 22 %).
Поскольку весной при IV типе над Беринговым морем преобладали ветры северных направлений, а летом при малоградиентных ситуациях ветровой перенос был не выражен, в целом в весенне-летний период 2006 г. произошло резкое ослабление южного муссона, достигнув наименьших значений за весь период исследования. В то же время восточный перенос, который отмечался над Беринговым морем в 2003-2005 гг., вновь сменился на западный, имевший максимальную величину (см. рис. 8).
Различие сезонов весны и лета проявлялось на протяжении всего рассматриваемого периода. Например, в годы высокой активности летнего муссона (20022003) над Беринговым морем ни весной, ни летом "холодный" IV тип не формировался ни разу; преобладали малоградиентные ситуации, а также "умеренный" V (активная циклоническая деятельность у Камчатки) и "муссонный" II типы. В годы ослабленной интенсивности летнего муссона (начальные и последние годы периода) IV тип возникал всегда. При этом в первые годы (2000 и 2001) этот "холодный" тип процессов наблюдался преимущественно летом, а в последние годы (2004-2006) он чаще формировался весной. Следовательно, в первом случае более холодным было лето, во втором случае — весна.
Таким образом, в 2000-2006 гг. сложилась следующая общая картина изменения атмосферного режима.
В осенне-зимние периоды 2000/2001-2003/2004 гг. алеутская депрессия постепенно ослабевала и смещалась к югу и западу (рис. 9). Климатический фронт, вдоль которого обычно проходят приземные циклоны, принимал все более зональное положение и сдвигался в южном направлении, на океанические
районы. Соотношение между "холодными" и "теплыми" синоптическими типами менялось в сторону преобладания "теплых" типов. В результате над Беринговым морем интенсивность северного переноса снижалась, а восточного — возрастала. При этом теплели главным образом зимние сезоны.
Рис. 9. Траектории движения зимнего и летнего центров действия атмосферы в 2000-2006 гг.
Fig. 9. The directions of moving of the winter and summer atmosphere action centers in 20002006
100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
В эти же годы в весенне-летний период дальневосточная депрессия постепенно продвигалась в северо-восточном направлении. По мере приближения депрессия "оттесняла" северотихоокеанский антициклон с Берингова моря и ее влияние на беринговоморский бассейн усиливалось. В отличие от зимнего сезона летние циклоны смещались преимущественно по меридиональным траекториям и чаще всего проходили над западными районами Берингова моря. Происходило увеличение повторяемости "муссонного" II типа (влияние дальневосточной депрессии) и "умеренного" V типа (алеутская депрессия у восточной Камчатки). Как следствие, интенсивность летнего муссона над Беринговым морем увеличилась, но зональная составляющая ветрового переноса постепенно менялась с западной на восточную. Летние сезоны этих лет были более прохладными по сравнению с весенними.
В 2003 г. обе барические системы прошли "точку поворота" и каждая из них начала обратное движение.
В 2004/2005 и 2005/2006 гг. алеутская депрессия сместилась на восток, и над Беринговым морем зимой преобладающими вновь стали меридиональные процессы, циклоничность (главным образом над восточными районами бассейна) усилилась, количество "холодного" IV типа увеличилось. Как следствие, северный муссон активизировался, а его восточная составляющая стала ослабевать.
Весной и летом 2005 и 2006 гг. дальневосточная депрессия повернула в сторону материка, удаляясь от Берингова моря. Одновременно возросло воздействие северотихоокеанского гребня, который, приблизившись к бассейну, блокировал частый выход циклонов на южные и центральные районы моря. В весенние месяцы отмечалось активное формирование "холодного" IV типа, а летом над большей частью моря преобладали малоградиентные ситуации с ослабленным ветровым переносом. Вместе с тем активизация циклогенеза над северными и восточными районами моря способствовала усилению западного и ослаблению южного переносов над Беринговым морем.
Изменение характера сезонной ветровой циркуляции в различные годы приводило к изменению климатических условий в Беринговом море. В 20002004 гг. в связи с ослаблением зимнего и усилением летнего муссонов (при активном восточном переносе и зимой, и летом) климат в море становился теплее, и ледовитость сокращалась. После поворота обоих ЦДА (2005 г.) зимний муссон стал интенсивнее, а летний ослабел (на фоне общего снижения активности восточного переноса), что способствовало похолоданию на бассейне и после-
Дальневосточная депрессия
60
50
40
Л
2002/03
Алеутская депрессия
70
довавшему увеличению ледовитости в Беринговом море в зимний сезон 2005/ 2006 г.
Ожидаемый характер синоптической ситуации над Беринговым морем в ближайшие годы1
Как уже отмечалось выше, количество всех беринговоморских типов в многолетнем плане меняется квазипериодически и преобладает, как правило, 8-10-летняя цикличность. Это позволило предположить, что изменение климатических условий в море также происходит с аналогичной периодичностью.
Так, например, в зимний период особенности климатического режима Берингова моря зависят главным образом от соотношения экстремальных "теплого" и "холодного" типов атмосферных процессов. На рис. 10 показаны типичные синоптические ситуации, при которых данные процессы формируются. При "холодных" типах атмосферных процессов преобладают меридиональные северные переносы, а при "теплых" — широтные. Наглядно видно, что повторяемость обоих типов меняется "волнообразно" и в противофазе друг к другу.
Рис. 10. Синоптические ситуации, при которых над Беринговым морем формируются "холодный" и "теплый" типы атмосферных процессов (левые рисунки) и межгодовая изменчивость их повторяемости (правые рисунки)
Fig. 10. Synoptic situations leading to formation over the Bering Sea of the "cold" and "warm" types of atmospheric processes (at the left) and year-to-year variability of their repeatability (on the right)
Кроме того, в период 2000-2004 гг., когда алеутская депрессия "мигрировала" в юго-западном направлении, зимний муссон ослабевал и климат Берингова моря постепенно теплел, количество "холодных" типов сокращалось, достигнув минимума в 2003 г., а повторяемость "теплых" типов увеличивалась (максимум пришелся также на 2003-2004 гг.). Фактически до 2003-2004 гг. соотношение атмосферных типов менялось в сторону преобладания "теплых".
В 2005 и 2006 гг. ситуация стала изменяться. Количество "холодных" типов увеличилось, а "теплых" — сократилось. Характерно, что рост повторяемости "холодных" ситуаций над Беринговым морем начался уже в 2004 г., в год "пика" повторяемости "теплого" типа (рис. 10).
Что касается весенне-летнего периода, то повторяемость муссонного типа, при котором над беринговоморским бассейном происходит усиление южного переноса, увеличивалась в период 2000-2004 гг. (рис. 11). Однако начиная с 2005 г. отмечается уменьшение его количества, и этот процесс, по-видимому, будет продолжаться и далее.
Годы
П тип
Рис. 11. Синоптическая ситуация, при которой над Беринговым морем в весенне-летний период формируется "муссонный" тип атмосферных процессов (левый рисунок), и межгодовая изменчивость его повторяемости (правый рисунок)
Fig. 11. Synoptic situations leading to formation over the Bering Sea of the summer "monsoon" type of atmospheric processes (at the left) and year-to-year variability of their repeatability (on the right)
Выводы
Несомненно, что смена тенденций в повторяемости обоих зимних типов и "муссонного" летнего типа произошла вследствие изменения траекторий движения сезонных центров действия атмосферы после 2003 г.
Если иметь в виду существование 8-10-летней цикличности в ходе атмосферных процессов, то в течение ближайших лет следует ожидать следующее развитие событий. Продолжится рост повторяемости "холодных" и сохранение количества "теплых" синоптических типов на низком уровне, соответственно максимум и минимум которых может прийтись на 2007-2010 гг. Это приведет к усилению зимнего муссона. Весенне-летние "муссонные" процессы в эти же годы будут формироваться реже, вследствие чего активность летнего муссона над Беринговым морем будет ослабевать. Усиление зимнего и ослабление летнего муссонов, в свою очередь, вызовут похолодание на бассейне (предыдущий "холодный" период в Беринговом море отмечался в конце 1990 — начале 2000-х гг.). Очередная смена тенденций и начало следующего "теплого" периода, возможно, начнутся с 2010-2011 гг.
Список литературы
Апасова Е.Г. О характеристиках местоположения центров действия атмосферы // Тр. ВНИИГМИ — МЦД — 1979. — Вып. 58. — С. 89-97.
Байдал М.Х., Неушкин А.И. Многолетний режим и сопряженность океанических центров действия атмосферы // Тр. ВНИИГМИ — МЦД. — 1990. — Вып. 153. — С. 60-64.
Глебова С.Ю. Типы атмосферных процессов и связанные с ними погодные условия на Беринговом море // Метеорология и гидрология. — 2001. — № 1. — С. 63-71.
Глебова С.Ю. Типы атмосферных процессов над дальневосточными морями, межгодовая изменчивость их повторяемости и сопряженность // Изв. ТИНРО. — 2003. — Т. 134. — С. 209-257.
Дашко Н.А., Варламов С.М., Хан Е.Х., Ким Е.С. Центры действия атмосферы Азиатско-Тихоокеанского региона и летние особенности погоды на побережье Японского и Охотского морей // Метеорология и гидрология. — 1997. — № 9. — С. 14-24.
Зверев A.C. Синоптическая метеорология. — Л.: Гидрометеоиздат, 1977. — 711 с.
Ильинский O.K. Летняя дальневосточная депрессия // Тр. ДВНИГМИ. — 1960. — Вып. 11. — С. 3-53.
Карпова Л.П., Свинухова Р.Э. Режим циклонической деятельности над Беринговым морем // Тр. ДВНИГМИ. — 1962. — Вып. 14. — С. 88-95.
Кац А.Л. Об изучении и оценке общей циркуляции атмосферы // Метеорология и гидрология. — 1954. — № 6. — С. 11-29.
Лисогурский Н.И., Петричев А.З., Котлярова B.C. К вопросу о вертикальной мощности летнего муссона над советским Дальним Востоком // Тр. ДВНИГМИ. — 1986. — Вып. 119. — С. 78-86.
Свинухов Г.В. Синоптико-статистические методы долгосрочных прогнозов погоды на Дальнем Востоке: Тр. ДВНИГМИ. — Тем. вып. № 65. — Л.: Гидрометеоиздат, 1977. — 167 с.
Соркина А.И., Пеньков А.П. О цикличности в развитии азиатского антициклона // Метеорология и гидрология. — 1973. — № 8. — С. 96-97.
Сорочан О.Г. Климатические особенности летнего муссона Дальнего Востока // Тр. ГГО. — 1958. — Вып. 84. — С. 44-67.
Хромов С.П. Метеорология и гидрология для географических факультетов. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. — 455 с.
Поступила в редакцию 5.02.07 г.
